Etude de l'influence du pH sur la discrimination de cépages
par
spectroscopie de fluorescence frontale 3D associée à l'Analyse
en
Composantes Indépendantes
Rita Saad1,2, Nathalie Locquet1,2, Delphine Jouan-Rimbaud
Bouveresse1,2, Douglas N. Rutledge1,2
1- AgroParisTech, UMR1145 Ingénierie Procédés Aliments, F-75005
Paris (France), [email protected]
2- INRA, UMR1145 Ingénierie Procédés Aliments, F-75005, Paris
(France), [email protected]
L’intensité chromatique et la stabilité de couleur d’un vin
rouge dépendent en général de sa composition
phénolique et, particulièrement des anthocyanes et des tanins.
En outre, ces composés contribuent à
d’autres propriétés sensorielles, comme l’astringence et
l’amertume, tant en raison de l’influence directe
qu’en raison de l’interaction avec des protéines,
polysaccharides et d’autres composés phénoliques [1].
La structure chimique des anthocyanines dans un milieu aqueux
dépend du pH. En milieu acide, la forme
ion flavylium (AH+), de couleur rouge, est relativement stable
mais se transforme en milieu basique en
base carbinol (incolore), en chalcone (jaune) ou en base
quinonique (A-) bleue.
Les structures de ces polyphénols comportent un ou plusieurs
noyaux aromatiques conjugués leur conférant
la qualité de fluorescence.
L’objectif de ce travail est de préciser si la discrimination
des différents types de vins
fondée sur leurs spectres de fluorescence pourrait être
améliorée par l’introduction du
pH comme paramètre supplémentaire ajouté aux dimensions
spectrales habituelles
d’excitation et d’émission.
Matériels et Méthodes 2ème série 1ère série
Résultats et discussion
L’introduction du pH comme paramètre supplémentaire dans l’étude
de la fluorescence des fluorophores du vin, suivi d’une Analyse en
Composantes Indépendantes, a permis de trouver un pH
permettant une bonne discrimination de trois cépages.
[1] R. Drabent, B. Pliszka, G. Huszcza-Ciolkowska, B. Smyk.
Ultraviolet fluorescence of cyanidin aqueous environment.
Spectroscopie letters,40 :165-182, 2007.
[2] N. Koutoudakis, E. Gonzales, M. Gil, M. Esteruelas, F. Fort,
J.M. Canals, F. Zamora. Influence of Wine pH on Changes in Color
and Polyphenol Composition Induced by Micro-oxygenation. Journal of
agricultural and food
chemistry 59, p. 1974-1984, 2011.
[3] D. Jouan-Rimbaud Bouveresse, A. Moya-González, F. Ammari,
D.N. Rutledge. Two novel methods for the determination of the
number of components in independent components analysis models.
Chemometrics and Intelligent
Laboratory Systems 112, 24–32, 2012
Figure 5 – Projections des cépages : Syrah ( □ ), Cabernet
Sauvignon ( ○ ) et
Pinot Noir ( ∆ ) sur le plan IC8/t IC9, calculées à partir des
spectres aux pHs
4, 7 et 8.
La figure 2 représente les contributions de la septième
composante
indépendante, en fonction du pH en abscisse et du temps (en
min).
Elles correspondent aux intensités de fluorescence d’un des
fluophores
du vin extrait par l’ICA. D’après cette figure, nous pouvons
constater
à pH basique, surtout 8 et 9, une évolution de l’intensité de ce
dernier
en fonction du temps.
Pour la première série nous avons trouvé un modèle ICA avec
8
composantes indépendantes. Nous avons pu extraire des
signaux
d’excitation-émission pour plusieurs fluorophores
Introduction Objectifs
Conclusion
Références
ICA
(ICA by bloks) [3]
• L’IC 8 montre un fluorophore qui, d’après la
bibliographie, appartient à la famille des anthocyanes
(λex / λem = 280nm /355nm). Ce fluorophore est très
abondant dans le cépage Cabernet Sauvignon et permet
de séparer ce type de cépage des deux autres.
• L’IC 9 montre un fluorophore qui, d’après la
bibliographie, devrait correspondre à la catéchine ou
l’épicatéchine (λex / λem = 280nm /317nm).
Ce fluorophore permet de séparer le Cabernet
Sauvignon et le Pinot Noir du Syrah.
• L’examen des 10 ICs montre que les ICs 8 et 9
séparent chacune un des cépages des deux autres; en
traçant l’une en fonction de l’autre nous pouvons
observer qu’à pH 8 la discrimination entre les trois
types de cépages est presque complète.
Pour la 2ème série, nous avons trouvé un modèle ICA avec 10
composantes indépendantes.
Figure 1- Influence du changement du pH sur l’intensité de
fluorescence d’un
des fluorophores du vin.
Spectroscopie de fluorescence frontale 3D
La figure 1 représente le signal de l’IC7 et montre la présence
d’un pic
intense d’un fluorophore à λex / λem = 480nm /520nm.
L’identification préalable de certains fluorophores permet de
conclure
que celui qu’on voit dans l’IC7 est la Quercétine .
Etude de l’influence de la variation du pH du vin
sur la fluorescence en fonction du temps
- Cépage : Syrah.
- pH : 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9 et 10 [2].
- Temps : 0, 30, 60, 90, 120 mins, 24, 48 et 168 hrs.
- 269 < λex (nm) < 490; pas: 3nm
- 286 < λem (nm) < 540; pas: 3nm
Etude de l’influence du changement du pH du vin
sur la discrimination de différents cépages - Cépages : Syrah,
Pinot Noir et Cabernet Sauvignon.
- pH : 4, 7 et 8.
- Temps : 0, 30, 60, 90, 120 mins et 24 hrs.
- 269 < λex (nm) < 490; pas: 3nm
- 286 < λem (nm) < 540; pas: 3nm
Figure 4 – Représentation des signaux et des proportions des 10
ICs;
Vert: Cabernet Sauvignon ; Rouge: Syrah ; Bleu: Pinot Noir.
pH 4, 7 et 8.
Figure 3- représentation des corrélations des ICs
calculée avec la méthode d’ «ICA by bloks ».
Figure 2 – Proportions sur IC 7 montrant l’influence du pH et du
temps
sur l’intensité d’un des fluophores du vin extrait par ICA
(chaque point
correspond à un temps (en min.).
Contact: [email protected]
30°- 60°
Détecteur
Longueur d'onde d'excitation (nm)
Lo
ng
ue
ur
d'o
nd
e d
'ém
iss
ion
(n
m)
IC7
280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480
300
350
400
450
500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
0 0 30
60 90 1201500
1530
1550282028502880
0
0
30
60
90
120
240144014401440
0 0
30 60 90 120
1380
1410
1545
282028502880
0
0 30 60 90 120 150
27902820
13501350
0 0
30
60
90 120
1420
1470
29853015
0
0
30 60 90
120
1440
14551485
274027602790
0
0 30
60
90
120
1545
16051631
294030003030
0
0
30
90 120
14401455
152028803030
2970
IC7
pH
mailto:[email protected]
